胚性幹細胞から未分化神経幹細胞を経て神経幹細胞へ分化する分子機構の解析

胚胎干细胞分化为未分化神经干细胞再分化为神经干细胞的分子机制分析

• 批准号: 17045036
• 负责人: 等 誠司
• 金额: $ 4.48万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17045036/
• 关键词: 神経幹細胞; 未分化神経幹細胞; ES細胞; Epiblast; Leukemia inhibitory factor; Fibroblast growth factor-2; glial cells missing; ノックアウトマウス; Vascular endothelial growth factor; Flk1; 神経幹細胞; 未分化神経幹細胞; ES細胞; Epiblast; Leukemia inhibitory factor; Fibroblast growth factor-2; glial cells missing; ノックアウトマウス; Vascular endothelial growth factor; Flk1

神経幹細胞は全ての神経細胞・グリア細胞の起源であり、哺乳類脳の発生・構築に重要であるにもかかわらず、神経組織発生初期における神経幹細胞自体の生成の分子機構は、不明な点が多い。我々はこれまでに、マウス胚性幹細胞(ES細胞)からleukemia inhibitory factor (LIF)依存性未分化神経幹細胞をin vitroで誘導できること、マウス胎生5.5-7.5日胚にもLIF依存性に増殖し浮遊細胞塊を形成する未分化神経幹細胞が存在することを報告してきた。本研究は、多能性幹細胞からLIF依存性未分化神経幹細胞、未分化神経幹細胞からfibroblast growth factor-2依存性神経幹細胞へと分化していく際に働く因子の同定を目指している。昨年度はvascular endothelial growth factor (VEGF)-Flk1シグナルについて報告した。すなわち、Flk1^<-/->ES細胞や神経幹細胞特異的Flk1コンディショナルノックアウトマウスなどを用いた解析から、VEGF-Flk1シグナルが未分化神経幹細胞の形成に対して抑制的に働く一方で、神経幹細胞の維持には促進的に働くことを明らかにした。本年度は、未分化神経幹細胞から神経幹細胞への分化に関与する遺伝子としてglialcells missing (gcm)遺伝子を同定した。gcm遺伝子は、Drosophilaでの研究からグリアと神経細胞間の運命決定を担うと考えられているが、神経幹細胞の発生や維持に対する機能はわかっていなかった。gcm遺伝子の哺乳類におけるホモログであるgcm1,gcm2遺伝子のダブルノックアウトマウスを作成し、未分化神経幹細胞から神経幹細胞への分化を解析したところ、神経幹細胞への分化誘導が抑制されていた。一方で、形成された神経幹細胞をin vitroでさらに分化させると、神経細胞とともにアストロサイト,オリゴデンドロサイトが認められることから、gcm1,gcm2遺伝子はグリアの発生に必須ではないと考えられた。

尽管神经干细胞是所有神经元和神经胶质细胞的起源，对于哺乳动物大脑的发展和建造很重要，但在神经组织发育的早期阶段，神经干细胞本身的分子机制有许多未知方面。 We have previously reported that leukemia inhibitory factor (LIF)-dependent undifferentiated neural stem cells can be induced in vitro from mouse embryonic stem cells (ES cells), and that undifferentiated neural stem cells that grow in a LIF-dependent manner and form floating cell masses in mouse embryonic embryonic embryonic embryonic embryonic embryonic embryonic day 5.5-7.5, undifferentiated neural stem cells also exist in胚胎小鼠胚胎第5.5-7.5天。这项研究旨在确定因多能干细胞与生物依赖性未分化的神经干细胞以及从未分化的神经干细胞转变为成纤维细胞生长因子-2依赖性神经干细胞的因素。去年，我们报道了血管内皮生长因子（VEGF）-FLK1信号。换句话说，使用FLK1^< - / - > ES细胞和神经干细胞特异性FLK1有条件敲除小鼠的分析表明，VEGFFLK1信号抑制了未分化的神经干细胞的形成，同时促进了维持神经干细胞。今年，我们确定缺失的胶质细胞（GCM）基因是从未分化的神经干细胞到神经干细胞的分化的基因。 GCM基因被认为是果蝇研究中神经胶质和神经元之间的命运确定的原因，但其神经干细胞发育和维持的功能尚不清楚。为GCM1和GCM2基因（哺乳动物GCM基因的同源物）创建了双基因敲除小鼠，当从未分化的神经干细胞分化为神经干细胞中时，抑制了分化为神经干细胞的神经干细胞。另一方面，当形成的神经干细胞在体外进一步分化时，与神经元一起观察到星形胶质细胞和少突胶质细胞，并且人们认为GCM1和GCM2基因对GliA的发育不是必不可少的。